甲烷在石墨化热解碳黑和活性炭上的吸附.pdf

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1、第38卷第3期燃料化学学报VO1．38NO．32010年6月JournalofFuelChemistryandTechnologyJun．2010文章编号：0253—2409(2010)03-06—359甲烷在石墨化热解碳黑和活性炭上的吸附郑青榕，DODuong—D(1．集美大学轮机工程学院，福建厦门361021；2昆士兰大学化学512程系，圣卢西，布里斯班，昆士兰4072，澳大利亚)摘要：为研究影响碳基吸附剂吸附超临界温度气体的主要因素，选择石墨化热解碳黑BP280和Ajax活性炭，分析超临界温度高压甲烷在其上的

2、吸附平衡。应用容积法，在压力0—20．5MPa、温度253K一313K测定甲烷的吸附平衡数据，并由等量吸附线标绘和亨利定律常数确定等量吸附热。引入通用吸附等温方程，再由方程的Langmuir标绘确定最大吸附容量，进而通过方程的线性化计算吸附平衡态中甲烷分子的作用能。结果表明，甲烷在两种吸附剂上的最大吸附容量均随温度而变化，并都小于液态甲烷的密度；甲烷在碳黑和活性炭上的等量吸附热分别为11．9kJ／tool～12．5kJ／tool和17．5kJ／tool一22．5kJ／tool，体现了两种吸附剂不同的表面能量分布；甲

3、烷分子间作用能随吸附量的变化特点反映了超临界温度甲烷以类似于压缩气体状态聚集的特点和吸附剂结构上的差异。碳基吸附剂的比表面积和微孑L容积是影响其储存甲烷容量的重要因素。关键词：甲烷；活性炭；碳黑；吸附中图分类号：TQ028文献标识码：AMethaneadsorptiononactivatedcarbonandcarbonblackZHENGQing．rong，DODuong．D(1．InstituteofMarineEngineering，JimeiUniversity，Xiamen361021，China；2．D

4、epartmentofChemicalEngineering，UniversityofQueensland，St．Lucia，Qld4072，Australia)Abstract：MethaneadsorptionequilibriumonAjaxactivatedcarbonandgraphitizedthermalcarbonblackBP280abovethecriticaltemperaturewerestudiedexperimentallyandtheoretically．Isothermsofadso

5、rptionwerevolumetricallymeasuredat253K～313Kand0～20．5MPaandisostericheatsofadsorptionweredeterminedbyadsorptionisosteresandtemperaturedependenceofHenry，sLawconstant．Anapproximatemodelforadsorptionequilibriumwasdevelopedandthemaximumadsorptioncapacitywasfurtherd

6、eterminedbyLangmuirplotoftheadsorptionmode1．Theinteractionenergyamongtheadsorbedmethanemoleculeswasobtainedbylinearizationofthemodelandfittingwiththeadsorptiondata．Theresuhsshowedthattheisostericheatsofmethaneadsorptiononactivatedcarbonandcarbonblackare11．9kJ／

7、inol～12．5kJ／moland17．5kJ／mo1～22．5kJ／no1，respectively：theisostericheatofadsorptiononcarbonblackvariesevenlywiththeadsorptionamount．Themaximumadsorptioncapacitydecreaseswiththeincreaseoftemperature：thedensityofadsorbatesiSlowerthanthatofliquidmethane．Thestrength

8、oftheinteractionenergyamongtheadsorbedmethanemoleculessuggeststhattheadsorbedphaseofthesupercriticalmethaneiSinastateofcompressedgas．Theadsorptioncapacityofsupercriticalmethaneonac